약물 막는 ‘뇌장벽’ 넘어 뇌종양 공략한다

성인에게 가장 흔한 악성 뇌종양 중 하나인 교모세포종은 치료를 위해 항암제를 투여해도 뇌를 보호하는 혈뇌장벽에 막혀 침투가 어려운 탓에 치료가 매우 까다롭다. 이런 한계를 극복하기 위해 항암물질을 내뿜는 중간엽줄기세포를 활용한 결과, 실제 종양 조직으로 만든 오가노이드(장기유사체)를 대상으로 항종양 효과를 나타냈다.

가톨릭대 성빈센트병원 신경외과 안스데반 교수 연구팀은 이 같은 내용의 연구를 국제학술지 ‘셀즈(Cells)’에 발표했다고 29일 밝혔다. 연구진은 환자마다 다른 종양의 특성을 충분히 반영하기 어려운 실험동물이나 세포주 대신 실제 환자의 종양 조직으로 오가노이드를 만들어 새로운 세포치료 전략이 효과를 보이는지 확인했다.

교모세포종은 뇌 안에서 빠르게 성장하며 주변 뇌조직으로 파고들고, 치료를 해도 저항성이 높아 예후가 불량한 악성 뇌종양이다. 연구진은 이를 치료하기 위해 종양을 공격해 죽이는 ‘BM03’란 세포치료 플랫폼을 개발했다. BM03는 크게 나눠 교모세포종 부위까지 이동해 항암제를 전달하는 역할의 중간엽줄기세포와, 종양세포의 사멸을 유도·지원하는 항암물질 및 효소로 구성됐다.

연구진이 오가노이드에 BM03를 적용한 결과, 일반 중간엽줄기세포 처리군이나 대조군보다 종양세포의 생존율은 감소하고 사멸은 증가하는 효과가 뚜렷하게 나타났다. 특히 혈뇌장벽을 잘 침투하면서 특정 효소를 만나면 항암물질로 변하는 약물(5-FC)을 함께 처리했을 때 항종양 효과가 더욱 강화됐다. 3차원 분석에서도 BM03가 오가노이드 내부와 중심부까지 이동해 그 부위의 세포 사멸을 증가시키는 모습이 확인됐다.

안 교수는 “이번 연구를 통해 기존 동물실험에서 확인했던 BM03의 항종양 효과가 환자 종양의 주요 특성을 반영하는 오가노이드를 대상으로 해도 유지된다는 점을 확인했다”며 “향후 보다 다양한 환자 유래 모델과 생체 내 연구를 통해 치료 효과와 안전성을 추가로 검증하고, 교모세포종 환자를 위한 새로운 세포치료 전략으로 발전시키는 것이 목표”라고 말했다.